光纤温度传感器的应用和发展

 

 

福州华光天锐光电科技有限公司 荧光光纤温度传感器的特点

华光天锐光纤特点：探头小巧

与别的厂家相比，华光天锐光纤直径为2mm

可达狭小空间，易扰曲。无需校准。

光纤本身特性抗扰能力强

对电磁场干扰免疫，耐受高压，不惧辐射

测温特性：

测温范围广，精度高，响应快，防燃防爆

应用特性：

单点测温，易于组网，成本低，创新传统测温方案

主要应用：

电力行业，石油化工，医疗，矿山，半导体加工等

干式变压器、电抗器等电力设备运行中，其绕组内部的铁芯发热问题一直存在并困扰着用户。由于设备运行中电磁干扰严重，且 发热点安装环境狭小，对传感器尺寸有特殊要求。传统测温产品在应用上受较大限制，难以满足使用要求；为让用户实时监测此类设 备发热点的温度，福州华光天锐光电科技有限公司专门开发了应该光纤测温传感器。 产品采用光纤传感器，将内部温度信号通过光纤传输出来，实现监控；考虑到发热点不止一处，可同时实现多发热点的测温， 实用性大大提升。
光纤温度传感器是上世纪70年代发展起来的一门新型的测温技术，也是光纤传感器家族中的一个大类产品。它基于光信号传送信息，具有绝缘、抗电磁干扰、耐高电压等优势特征。在国外，光纤温度传感器发展很快，形成了多种型号的产品，并已应用到多个领域，取得了很好的效果。国内在这方面的研究也如火如荼，多个大学、研究所与公司展开合作，研发了多种光纤测温系统投入到了现场应用。

光纤温度传感器与传统的温度传感器相比具有很多优点：

1、光波不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰；

2、易被各种光探测器件接收，可方便地进行光电或电光转换；

3、易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配；

4、光纤工作频率宽，动态范围大，是一种低损耗传输线；

5、光纤本身不带电，体积小质量轻，易弯曲，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。

光纤温度传感器按其工作原理可分为功能型和传输型两种。功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性f相位、偏振、强度等)随温度变换的特点，进行温度测定。这类传感器尽管具有”传”、”感”合一的特点，但也增加了增敏和去敏的困难。传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用，以避开测温区域复杂的环境，对待测对象的调制功能是靠其他物理性质的敏感元件来实现的。这类传感器由于存在光纤与传感头的光耦合问题，增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰较敏感。

1、光纤温度传感器在电力系统有着重要的应用，电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控; 高压配电装置内易发热部位的监测; 发电厂、变电站的环境温度检测及火灾报警系统; 各种大、中型发电机、变压器、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断; 火力发电厂的加热系统、蒸汽管道、输油管道的温度和故障点检测; 地热电站和户内封闭式变电站的设备温度监测等等。

2、光纤温度传感特别是光纤光栅温度传感器很容易埋入材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量, 因而被广泛的应用于建筑、桥梁上。美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁安全监测的研究, 并在主要大桥上都安装了桥梁安全监测预警系统, 用来监测桥梁的应变、温度加速度、位移等关键安全指标。1

3、航空航天业是一个使用传感器密集的地方,一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等, 所需要使用的传感器超过 100 个, 因此传感器的尺寸和重量变得非常重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲, 几乎没有其他传感器可以与之相比。

4、传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的, 光纤光栅传感器是现今能够做到最小的传感器。光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式对人体组织功能进行内部测量, 提供有关温度、压力和声波场的精确局部信息。光纤光栅传感器对人体组织的技术相当丰富。对于光纤温度传感器的研究占到将近所有光纤传感器研究的 20%。

光纤温度传感器的研究, 除对现有器件进行外场验证、完善和提高外, 目前有以下几个发展动向: 大力发展测量温度分布的测量技术, 即由对单个点的温度测量到对光纤沿线上温度分布, 以及大面积表面温度分布的测量; 开发包括测量温度在内的多功能的传感器; 研制大型传感器阵列, 实现全光学遥测。